JP3047317B2 - 製紙パルプスラッジ石膏ボードおよび製造方法 - Google Patents
製紙パルプスラッジ石膏ボードおよび製造方法Info
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- C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
- C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
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- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製紙パルプスラッジを
再活用して得る高強化な建材用の製紙パルプスラツジ石
膏ボードと製造方法に関する。
再活用して得る高強化な建材用の製紙パルプスラツジ石
膏ボードと製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】製紙パルプスラッジは、現在、産業廃棄物
として大量に焼却、或いは埋立により廃棄処理されてい
る。一方、その再利用方法として、建材用石膏ボードと
して再生することが提案されている。製紙パルプスラッ
ジを用いた石膏ボードの製造方法としては、製紙パルプ
スラッジに合成繊維やグラスウール等の長繊維を強化材
として添加して、石膏と混合し、加圧成型する建材用石
膏ボードの製造方法が提唱されている（特開昭５０−９
５３２２号）。また、製紙パルプスラッジを用いた高強
度建材用石膏ボードの製造方法として、製紙工場でのパ
ルプスラッジスラリー中に、硫酸を添加したのち、これ
を消石灰で中和処理し、消石灰中和処理済みパルプスラ
ッジを原料とした石膏ボードの製造方法が提案されてい
る（特開平５−３０１４６２号）。
として大量に焼却、或いは埋立により廃棄処理されてい
る。一方、その再利用方法として、建材用石膏ボードと
して再生することが提案されている。製紙パルプスラッ
ジを用いた石膏ボードの製造方法としては、製紙パルプ
スラッジに合成繊維やグラスウール等の長繊維を強化材
として添加して、石膏と混合し、加圧成型する建材用石
膏ボードの製造方法が提唱されている（特開昭５０−９
５３２２号）。また、製紙パルプスラッジを用いた高強
度建材用石膏ボードの製造方法として、製紙工場でのパ
ルプスラッジスラリー中に、硫酸を添加したのち、これ
を消石灰で中和処理し、消石灰中和処理済みパルプスラ
ッジを原料とした石膏ボードの製造方法が提案されてい
る（特開平５−３０１４６２号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらのうち、特開昭
５０−９５３２２号の方法は、製紙パルプスラッジに強
化剤として長繊維質を添加し、これにより、添加した繊
維と石膏との絡合性をもたせることにより、成型する際
の強度向上を画ることを基本とするものである。しか
し、この提唱方法で得られた石膏ボードは、混練に際し
て、製紙パルプスラッジの含水微細繊維と半水石膏との
接触が不十分であり、かつ、復水石膏とパルプスラッジ
の空隙が大きいため、加圧成型に際しても、製紙パルプ
スラッジ中の微細繊維と復水石膏との結合力が弱く、膨
張が生じ易く建材としての十分な機能を発揮し得ないと
云う致命的な欠点があった。
５０−９５３２２号の方法は、製紙パルプスラッジに強
化剤として長繊維質を添加し、これにより、添加した繊
維と石膏との絡合性をもたせることにより、成型する際
の強度向上を画ることを基本とするものである。しか
し、この提唱方法で得られた石膏ボードは、混練に際し
て、製紙パルプスラッジの含水微細繊維と半水石膏との
接触が不十分であり、かつ、復水石膏とパルプスラッジ
の空隙が大きいため、加圧成型に際しても、製紙パルプ
スラッジ中の微細繊維と復水石膏との結合力が弱く、膨
張が生じ易く建材としての十分な機能を発揮し得ないと
云う致命的な欠点があった。
【０００４】さらに、特開平５−３１０４６２号の方法
は、製紙パルプスラッジでの含水繊維中に、微量の石膏
を予め生成しておくよう、パルプスラッジスラリー中に
硫酸を添加した後、消石灰中和処理を施すと云う方法を
採用している。製紙パルプスラッジ中に、予め石膏を生
成しておくと云うことは、後に石膏を添加して混練する
際、パルプスラッジと石膏とのなじみ具合をよくする働
きがある。しかし、この提案の最大の欠点は、（１）製
紙工場から排出するパルプスラッジ中に硫酸を添加する
こと、（２）その後、消石灰で中和することにより、パ
ルプスラッジ中の微細繊維の中に石膏を生成せしめてお
いて、石灰中和処理パルプスラッジを造ることで、この
スラッジ発生量は倍化し、（３）さらに消石灰中和処理
に併う排水は、硫酸カルシウムの飽和液となり、石膏含
有パルプスラッジは得られるものの、石灰中和処理に伴
って発生する廃液について、再び廃液処理を必要とする
課題を残している。
は、製紙パルプスラッジでの含水繊維中に、微量の石膏
を予め生成しておくよう、パルプスラッジスラリー中に
硫酸を添加した後、消石灰中和処理を施すと云う方法を
採用している。製紙パルプスラッジ中に、予め石膏を生
成しておくと云うことは、後に石膏を添加して混練する
際、パルプスラッジと石膏とのなじみ具合をよくする働
きがある。しかし、この提案の最大の欠点は、（１）製
紙工場から排出するパルプスラッジ中に硫酸を添加する
こと、（２）その後、消石灰で中和することにより、パ
ルプスラッジ中の微細繊維の中に石膏を生成せしめてお
いて、石灰中和処理パルプスラッジを造ることで、この
スラッジ発生量は倍化し、（３）さらに消石灰中和処理
に併う排水は、硫酸カルシウムの飽和液となり、石膏含
有パルプスラッジは得られるものの、石灰中和処理に伴
って発生する廃液について、再び廃液処理を必要とする
課題を残している。
【０００５】また、製紙パルプスラッジ中の微細繊維
は、カビ類や菌類の栄養源であり、製紙パルプスラッジ
を石膏ボード化したとき、室内の湿気の度合いでボード
の表面に各種のカビが発生する場合もある。
は、カビ類や菌類の栄養源であり、製紙パルプスラッジ
を石膏ボード化したとき、室内の湿気の度合いでボード
の表面に各種のカビが発生する場合もある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、製紙パルプ
スラッジの再利用の手段として、従来の石膏ボードより
も高強度な建材用石膏ボードとして、防カビ性能を保持
させた上で、寸法安定性、保釘性に優れた防カビ製紙パ
ルプスラッジ石膏ボードの製造方法を確立することを本
発明の課題として鋭意研究を重ねた。そこで本発明者
は、パルプスラッジスラリー中に硫酸を添加して、消石
灰中和し、反応によって石膏を生成することなく、製紙
パルプスラッジ中の微細繊維の付着水中に、直接その場
で、予め１〜１０％の半水石膏を含浸することにより、
添加した半水石膏とパルプ微細繊維とのなじみがよくな
り、両方を最接近せしめることが可能となり、含水微細
繊維と半水石膏とを効率的に結合させることができ、特
別な混練装置を使用しない大量生産方式により、高強度
で、優れた特性を有する石膏ボードの製造が可能である
ことを見出した。
スラッジの再利用の手段として、従来の石膏ボードより
も高強度な建材用石膏ボードとして、防カビ性能を保持
させた上で、寸法安定性、保釘性に優れた防カビ製紙パ
ルプスラッジ石膏ボードの製造方法を確立することを本
発明の課題として鋭意研究を重ねた。そこで本発明者
は、パルプスラッジスラリー中に硫酸を添加して、消石
灰中和し、反応によって石膏を生成することなく、製紙
パルプスラッジ中の微細繊維の付着水中に、直接その場
で、予め１〜１０％の半水石膏を含浸することにより、
添加した半水石膏とパルプ微細繊維とのなじみがよくな
り、両方を最接近せしめることが可能となり、含水微細
繊維と半水石膏とを効率的に結合させることができ、特
別な混練装置を使用しない大量生産方式により、高強度
で、優れた特性を有する石膏ボードの製造が可能である
ことを見出した。
【０００７】本発明において、製紙パルプスラツジ中
に、予め微量の半水石膏を添加した際、添加した半水石
膏は、製紙パルプスラッジの微細繊維中の付着水分中に
溶け込み、半水石膏ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏの飽和溶
解度（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ ６〜１０ｇ／l・２
５゜Ｃ）に達した微量溶液の中で、徐々に２水石膏Ｃａ
ＳＯ４ ・２Ｈ２Ｏを析出し、パルプ微細繊維の中で、
微量の２水石膏を生成する。かくして、微細繊維の中
に、２水石膏を有すると云うことは、次ぎに本添加する
半水石膏と、パルプ微細繊維とのなじみ性を向上させる
極めて重要な作用がある。予め、微量の半水石膏を添加
する量は、多すぎると製紙パルプスラッジ中の付着水量
が不足し、パルプスラッジ微細繊維とのなじみ性が低下
する。
に、予め微量の半水石膏を添加した際、添加した半水石
膏は、製紙パルプスラッジの微細繊維中の付着水分中に
溶け込み、半水石膏ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏの飽和溶
解度（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ ６〜１０ｇ／l・２
５゜Ｃ）に達した微量溶液の中で、徐々に２水石膏Ｃａ
ＳＯ４ ・２Ｈ２Ｏを析出し、パルプ微細繊維の中で、
微量の２水石膏を生成する。かくして、微細繊維の中
に、２水石膏を有すると云うことは、次ぎに本添加する
半水石膏と、パルプ微細繊維とのなじみ性を向上させる
極めて重要な作用がある。予め、微量の半水石膏を添加
する量は、多すぎると製紙パルプスラッジ中の付着水量
が不足し、パルプスラッジ微細繊維とのなじみ性が低下
する。
【０００８】本発明者は、予め微量の半水石膏を含浸し
て処理した製紙パルプスラッジに、石膏を添加して混練
する際、防カビ剤を製紙パルプスラッジに対し、０．１
％〜５％程度添加することにより、製紙パルプスラッジ
石膏ボードの本来の強度性能を低下することなく、防カ
ビ効果を発揮できることを見出し、防カビ製紙パルプス
ラッジ石膏ボードおよび製造方法を完成するに至った。
ここで半水石膏とは、焼石灰などＣａＳＯ４・１／２Ｈ
２Ｏを意味し、復水石膏とは、２水石膏ＣａＳＯ４・２
Ｈ２Ｏを意味する。
て処理した製紙パルプスラッジに、石膏を添加して混練
する際、防カビ剤を製紙パルプスラッジに対し、０．１
％〜５％程度添加することにより、製紙パルプスラッジ
石膏ボードの本来の強度性能を低下することなく、防カ
ビ効果を発揮できることを見出し、防カビ製紙パルプス
ラッジ石膏ボードおよび製造方法を完成するに至った。
ここで半水石膏とは、焼石灰などＣａＳＯ４・１／２Ｈ
２Ｏを意味し、復水石膏とは、２水石膏ＣａＳＯ４・２
Ｈ２Ｏを意味する。
【０００９】本発明では、石膏は半水石膏が好ましい
が、製紙パルプスラッジ中の微細繊維の付着水中に、予
め微量の半水石膏を含浸する際には、２水の石膏でもさ
しつかえない。
が、製紙パルプスラッジ中の微細繊維の付着水中に、予
め微量の半水石膏を含浸する際には、２水の石膏でもさ
しつかえない。
【００１０】
【実施例】製紙パルプスラッジは、２０〜８００μｍ程
度の繊維質と５〜５０μｍ程度のタルク等との集合体で
ある。一般には４０〜６０％、通常５０％程度の付着水
を含有している。固形分組成は有機質４５％、無機質、
タレイ、炭酸カルシウム、アルミナ、マグネシア、酸化
チタン等５５％程度とから成っている。参考までに、そ
の一例の分析値を以下に示す。（サンプルは、茶色、高
分子凝結剤で粒状化、繊維長１００〜１５００μｍ、８
５０℃で灰化） Ｃａ：２．４６％、Ａｌ：２１．９％、Ｍｇ：４．５９
％、Ｔｉ：０．８０％、Ｓｉ：１７．６％、Ｓ：０．２
１％、Ｋ：０．４０％、Ｆｅ：１．８６％、Ｍｎ：０．
０３％、Ｃｕ＜０．０１％、Ｚｎ：０．０５％、強熱残
量（８５０℃）：２９．７％
度の繊維質と５〜５０μｍ程度のタルク等との集合体で
ある。一般には４０〜６０％、通常５０％程度の付着水
を含有している。固形分組成は有機質４５％、無機質、
タレイ、炭酸カルシウム、アルミナ、マグネシア、酸化
チタン等５５％程度とから成っている。参考までに、そ
の一例の分析値を以下に示す。（サンプルは、茶色、高
分子凝結剤で粒状化、繊維長１００〜１５００μｍ、８
５０℃で灰化） Ｃａ：２．４６％、Ａｌ：２１．９％、Ｍｇ：４．５９
％、Ｔｉ：０．８０％、Ｓｉ：１７．６％、Ｓ：０．２
１％、Ｋ：０．４０％、Ｆｅ：１．８６％、Ｍｎ：０．
０３％、Ｃｕ＜０．０１％、Ｚｎ：０．０５％、強熱残
量（８５０℃）：２９．７％
【００１１】製紙パルプスラッジ（付着水５０％）に予
め、微量の半水石膏を含浸処理する際の添加量は、１〜
１０％で、好ましくは３〜５％である。半水石膏の添加
量が多すぎると、製紙パルプスラッジ中の付着水が不足
して微細繊維と石膏とのなじみ性が劣る。少なすぎると
微細繊維と石膏とのなじみ効果が出ない。
め、微量の半水石膏を含浸処理する際の添加量は、１〜
１０％で、好ましくは３〜５％である。半水石膏の添加
量が多すぎると、製紙パルプスラッジ中の付着水が不足
して微細繊維と石膏とのなじみ性が劣る。少なすぎると
微細繊維と石膏とのなじみ効果が出ない。
【００１２】次に、石膏含浸製紙パルプスラッジと半水
石膏との混合比は、１．０：０．５ないし１．０：１．
２５が好ましく、１．０：０．７５が好適である。製紙
パルプスラッジ石膏ボード中の石膏量が多すぎても、逆
に製紙パルプスラッジが多すぎても、固化体の強度は低
下し、成型性は劣る。
石膏との混合比は、１．０：０．５ないし１．０：１．
２５が好ましく、１．０：０．７５が好適である。製紙
パルプスラッジ石膏ボード中の石膏量が多すぎても、逆
に製紙パルプスラッジが多すぎても、固化体の強度は低
下し、成型性は劣る。
【００１３】製紙パルプスラッジ中に添加する防カビ剤
は、製造上の取扱、成型性等を考慮すると、水溶性フェ
ノール樹脂、アルコール溶性フェノール樹脂が好ましい
が、クロロキシレノール等の市販の防カビ剤でも差し支
えない。添加量は製紙パルプスラッジ（付着水５０％）
に対し、０．１〜５％、好ましくは０．５〜３％であ
る。多すぎると防カビ製紙パルプスラッジ石膏ボードの
強度を低下する。
は、製造上の取扱、成型性等を考慮すると、水溶性フェ
ノール樹脂、アルコール溶性フェノール樹脂が好ましい
が、クロロキシレノール等の市販の防カビ剤でも差し支
えない。添加量は製紙パルプスラッジ（付着水５０％）
に対し、０．１〜５％、好ましくは０．５〜３％であ
る。多すぎると防カビ製紙パルプスラッジ石膏ボードの
強度を低下する。
【００１４】製紙パルプスラッジ［水分５５％、固形分
４５％、（うち有機質４５％、無機質５５％）］１００
０部に半水石膏（焼石膏）５０部を添加し、コンクリー
ト用小型ミキサー（容量３０ｌ、２５ｒｐｍ、５０ｍｍ
φアルミナボール投入）を用いて１０分間混練し、微量
の半水石膏含浸製紙パルプスラッジを作成しておく。
４５％、（うち有機質４５％、無機質５５％）］１００
０部に半水石膏（焼石膏）５０部を添加し、コンクリー
ト用小型ミキサー（容量３０ｌ、２５ｒｐｍ、５０ｍｍ
φアルミナボール投入）を用いて１０分間混練し、微量
の半水石膏含浸製紙パルプスラッジを作成しておく。
【００１５】次いで、該石膏含浸製紙パルプスラッジ母
原料１０５０部に、半水石膏７００部とアルコール系フ
ェノール樹脂、フェノール、ホルムアルデヒド系、アイ
カネオレジンＰ−７５（不揮発分５９％）５０部とを添
加したのち、上記コンクリート用小型ミキサーで１５分
間混練し、該混練物を金型に入れ、圧力１０ｋｇ／ｃｍ
２にて加圧成型した。これを取り出し６０℃で１２時間
乾燥した。厚さ１２ｍ／ｍ、３００×３００ｍ／ｍの圧
縮成型板を得た。カサ比重、曲げ強度及び圧縮強度特性
結果を以下に示す。曲げ試験はＪＩＳ Ａ１４０８、圧
縮強度試験はＪＩＳ Ｒ５２０１に従った。カサ比重
１．２０ｇ／ｃｍ３、曲げ強度７０ｋｇ／ｃｍ２、圧縮
強度２３０ｋｇ／ｃｍ２であった。市販品石膏ボードの
試験結果を比較例として示す。カサ比重０．７５ｇ／ｃ
ｍ３、曲げ強度１９ｋｇ／ｃｍ２、圧縮強度３９ｋｇ／
ｃｍ２であった。
原料１０５０部に、半水石膏７００部とアルコール系フ
ェノール樹脂、フェノール、ホルムアルデヒド系、アイ
カネオレジンＰ−７５（不揮発分５９％）５０部とを添
加したのち、上記コンクリート用小型ミキサーで１５分
間混練し、該混練物を金型に入れ、圧力１０ｋｇ／ｃｍ
２にて加圧成型した。これを取り出し６０℃で１２時間
乾燥した。厚さ１２ｍ／ｍ、３００×３００ｍ／ｍの圧
縮成型板を得た。カサ比重、曲げ強度及び圧縮強度特性
結果を以下に示す。曲げ試験はＪＩＳ Ａ１４０８、圧
縮強度試験はＪＩＳ Ｒ５２０１に従った。カサ比重
１．２０ｇ／ｃｍ３、曲げ強度７０ｋｇ／ｃｍ２、圧縮
強度２３０ｋｇ／ｃｍ２であった。市販品石膏ボードの
試験結果を比較例として示す。カサ比重０．７５ｇ／ｃ
ｍ３、曲げ強度１９ｋｇ／ｃｍ２、圧縮強度３９ｋｇ／
ｃｍ２であった。
【００１６】上記で得た圧縮成型板を２５〜３０′Ｃ、
湿度８５％で防カビ試験を行ったところ、６ヶケ月経過
後でもカビの発生は確認されていない。一方、比較試験
板として、防カビ剤を混合しなかった比較サンプルに同
一条件の防カビ試験を行ったところ３週間経過時点でカ
ビが発生した。
湿度８５％で防カビ試験を行ったところ、６ヶケ月経過
後でもカビの発生は確認されていない。一方、比較試験
板として、防カビ剤を混合しなかった比較サンプルに同
一条件の防カビ試験を行ったところ３週間経過時点でカ
ビが発生した。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、製紙工場よりの産業廃棄物を
有効活用し、新規な建材用石膏ボードとしての製紙パル
プスラッジ石膏ボードを提供するものである。
有効活用し、新規な建材用石膏ボードとしての製紙パル
プスラッジ石膏ボードを提供するものである。
【００１８】本発明の製紙パルプスラッジ石膏ボード
は、従来の石膏ボードに比し、曲げ強度、圧縮強度とも
３〜５倍と高く、保釘性能に優れ、寸法安定性も高く、
吸音性が高いので、壁材、天井材、等の各種の建材に使
用が可能である。
は、従来の石膏ボードに比し、曲げ強度、圧縮強度とも
３〜５倍と高く、保釘性能に優れ、寸法安定性も高く、
吸音性が高いので、壁材、天井材、等の各種の建材に使
用が可能である。
【００１９】さらに、防カビ効果を保持した製紙パルプ
スラッジ石膏ボードは、湿度等に影響されないため使用
箇所を問うことなく使用することができるものである。
スラッジ石膏ボードは、湿度等に影響されないため使用
箇所を問うことなく使用することができるものである。
【００２０】本発明の製造方法は、特別な処理を行うこ
となく製紙パルプスラッジと石膏とのなじみ性を向上さ
せることができるものである。
となく製紙パルプスラッジと石膏とのなじみ性を向上さ
せることができるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 18:24 24:30） 103:69 111:20 (72)発明者 柳町 孝治 静岡県志太郡大井川町利右衛門684−１ 元旦ビューティ工業株式会社 静岡工 場内 (56)参考文献 特開 平５−310462（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−310456（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−17248（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 28/14 C04B 18/24 C04B 103:69 C04B 111:20
Claims (3)
- 【請求項１】 製紙パルプスラッジを強化材として用い
る石膏ボードにあって、製紙パルプスラッジに１〜１０
％の半水石膏を含浸し、該石膏含浸製紙パルプスラッジ
に石膏と防カビ剤を混合して成型固化して成ることを特
徴とする製紙パルプスラッジ石膏ボード。 - 【請求項２】 製紙パルプスラッジを強化材に用いて、
石膏と混合して、成型固化する際に、製紙パルプスラッ
ジ中に、予め、１〜１０％の半水石膏を含浸する第一工
程と、該石膏含浸製紙パルプスラッジに石膏を混合する
第二工程と、成型固化する第三工程から成ることを特徴
とする製紙パルプスラッジ石膏ボードの製造方法。 - 【請求項３】 第二工程で防カビ剤を混合することを特
徴とする請求項２に記載の製紙パルプスラッジ石膏ボー
ドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35491195A JP3047317B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 製紙パルプスラッジ石膏ボードおよび製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35491195A JP3047317B2 (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 製紙パルプスラッジ石膏ボードおよび製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09183647A JPH09183647A (ja) | 1997-07-15 |
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